用于非粘接型复合连续油管的连接装置以及油管短节的制作方法

本发明涉及无杆采油用设备技术领域，尤其涉及一种用于大排量无杆采油系统的非粘接型复合连续油管的连接装置及油管短节。

背景技术：

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

相较于有杆采油技术，无杆采油技术因在节能方面具有较大优势而得到推广应用。

然而，无杆采油技术受困于油管内结垢或结蜡的影响，其平均检泵周期无法得到有效延长。为解决上述问题，无杆采油技术引入了复合材料制成的连续油管(简称复合连续油管)。复合连续油管的内表面较为光滑，能有效防止结垢和结蜡，并且动力线缆和信号缆可敷设于复合连续油管内，避免了常规油管作业中在油管外表面固定线缆的工序，大幅提升作业效率。非粘接型复合管是目前一种常见的复合连续油管类型，其横截面上每一层都可相对滑移，优势在于可获得更小的弯曲半径。

无杆采油技术中所使用的线缆的截面积随其排量的增大相应地增加，简单来说，量无杆采油系统的排量越大，线缆越粗。但实际中，井筒的内径尺寸通常是一定的，那么井筒中容置的非粘接型复合管的尺寸不可能无限制的为适配线缆截面积的增大而增加。从而，如何实现对适用于大排量的无杆采油系统的线缆与非粘接型复合连续油管的装配，以及实现对线缆的密封和保护，是亟待解决的技术问题。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

基于前述的现有技术缺陷，本发明提供了一种用于非粘接型复合连续油管的连接装置及油管短节，适用于大排量的无杆采油系统的线缆与非粘接型复合连续油管的装配，实现对线缆的密封和保护。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种用于非粘接型复合连续油管的连接装置，所述非粘接型复合连续油管包括芯管以及套设在所述芯管外的护管，所述芯管和所述护管之间夹设有多股线缆单元，每股所述线缆单元包括多根线缆；所述连接装置包括：

内管、套设在所述内管外的外管以及密封组件，所述内管能供所述芯管套设，所述内管靠近上端的外壁向外凸起形成有周向凸缘，所述周向凸缘中设置有多个第一穿孔，多个所述第一穿孔与多股所述线缆单元相对应；所述外管的上端与所述周向凸缘限定出一敞开的环形凹槽，当所述非粘接型复合连续油管的芯管套设在所述内管外时，所述护管压合在所述内管和所述外管之间，多股所述线缆单元的上端延伸进入所述环形凹槽中，多个所述第一穿孔中分别穿设有引接线缆，多个所述引接线缆的下端延伸进入所述环形凹槽中并分别与多股所述线缆单元电性连接，所述密封组件的两端分别与所述周向凸缘和所述外管靠近上端的侧壁相连接，从而所述环形凹槽与所述密封组件形成将多股所述线缆单元的上端和多个所述引接线缆的下端的接合点容置在其中的密封腔室。

优选地，所述外管的上端向内弯折形成弯折部，所述弯折部上沿周向沿有与多股所述线缆单元相对应地凹口，所述凹口在所述非粘接型复合连续油管的芯管套设在所述内管外时将所述线缆单元压合在所述内管的外壁上。

优选地，还包括连接头，所述连接头靠近下端的外壁向外延伸形成连接部，所述连接部与所述周向凸缘相连接，所述连接部上设置有与多个所述第一穿孔相对应地第二穿孔，所述第二穿孔与对应地所述第一穿孔相连通；

所述引接线缆插设在对应连通的所述第一穿孔和第二穿孔中，且所述引接线缆的上端延伸至所述第二穿孔外，下端延伸进入所述密封腔室中。

优选地，所述第二穿孔中设置有将其密封的卡套，所述引接线缆固定穿设在所述卡套中。

优选地，所述密封组件包括：

胶筒，所述胶筒的上端顶固所述周向凸缘，下端套设在所述外管外；

套设在所述胶筒外的多个楔形瓦，多个所述楔形瓦的壁厚沿从下至上的方向逐渐增大；

套设在多个所述楔形瓦外的紧固护罩，其壁厚沿从上至下的方向逐渐增大；所述紧固护罩的下端套设在所述外管外，上端与所述周向凸缘螺纹连接，从而所述紧固护罩能相对所述周向凸缘发生轴向移动。

优选地，所述内管外套设有固定环，所述固定环的内壁与所述内管的外壁之间形成有间隙；

所述非粘接型复合连续油管还包括夹设在所述芯管和所述护管之间且位于多股所述线缆单元外侧的抗拉层，所述抗拉层的上端伸出所述芯管以及所述护管的上端；当所述芯管套设在所述内管外时，所述抗拉层的上端穿过所述间隙并压合在所述护管和所述外管之间，多股所述线缆单元穿过所述间隙进入所述密封腔室中。

优选地，所述内管的外壁向外凸起形成有多个沿其轴向分布的第一台阶，所述第一台阶具有面向所述周向凸缘的第一挂接面。

优选地，所述外管的内壁向内凸起形成有多个沿其轴向分布的第二台阶，所述第二台阶具有面向所述周向凸缘的第二挂接面。

一种油管短节，包括：

非粘接型复合连续油管，其包括：芯管以及套设在所述芯管外的护管，所述芯管和所述护管之间夹设有多股线缆单元，每股所述线缆单元包括多根线缆；

如上述任意一个实施例所述的连接装置，所述芯管套设在所述内管外，所述护管压合在所述内管和所述外管之间，多股所述线缆单元的上端延伸进入所述环形凹槽中，多个所述第一穿孔中分别穿设有引接线缆，多个所述引接线缆的下端延伸进入所述环形凹槽中并分别与多股所述线缆单元电性连接，所述密封组件的两端分别与所述周向凸缘和所述外管靠近上端的侧壁相连接，从而所述环形凹槽与所述密封组件形成将多股所述线缆单元的上端和多个所述引接线缆的下端的接合点容置在其中的密封腔室。

优选地，所述内管外套设有固定环，所述固定环的内壁与所述内管的外壁之间形成有间隙；

所述非粘接型复合连续油管还包括夹设在所述芯管和所述护管之间且位于多股所述线缆单元外侧的抗拉层，所述抗拉层的上端伸出所述芯管以及所述护管的上端；当所述芯管套设在所述内管外时，所述抗拉层的上端穿过所述间隙并压合在所述护管和所述外管之间，多股所述线缆单元穿过所述间隙。

本发明实施例的连接装置以及利用该连接装置形成的油管短节，通过在内管的上端设置轴向凸缘，从而套设在外管外的外管的上端与轴向凸缘限定出的环形凹槽为敞开式的，如此，即便线缆单元所包含的线缆的截面面积较大，也能较佳地实现线缆单元与引接线缆在开放的空间中进行连接操作。

且完成线缆单元与引接线缆的连接操作后，通过密封组件密封环形凹槽，即可实现对线缆单元的上端和引接线缆的下端的接合点的密封和保护。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施例，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施例在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施例包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。在附图中：

图1a为非粘接型复合连续油管的截面示意图；

图1b为线缆单元与引接线缆之间连接的结构示意图；

图2为本发明实施例的连接装置未设置连接体和密封组件时的结构示意图；

图2a为图2所示连接装置的俯视结构示意图；

图2b为图2所示连接装置的b-b面的结构示意图；

图3为本发明实施例的连接装置的结构示意图；

图4为本发明实施例的油管短节的结构示意图；

图5为楔形瓦的结构示意图；

图6a至图6f为装配形成本发明实施例的油管短节的流程示意图。

具体实施例

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供了一种用于非粘接型复合连续油管100的连接装置200，以及应用该连接装置200形成的油管短节。

如图1a所示，非粘接型复合连续油管100可以包括芯管101以及套设在芯管101外的护管102，芯管101和护管102由可变形的柔弹性材料例如pe(聚乙烯)、pa(聚酰胺)、pvdf(聚偏氟乙烯)等高分子复合材料制成。

芯管101和护管102之间夹设有多股线缆单元106，每股线缆单元106可以包括多根线缆106a，线缆106a的具体表现形式可以为铜芯。

线缆单元106的数量可以为多个(图1a示意性的示出了线缆单元106的数量为4个，但实际中，线缆单元106的数量可以根据情况进行适应性的调整，本发明对此不作限定)，多股线缆单元106可以沿周向均匀排布。

同样的，线缆106a的数量包括但不限于如图1a所示意的3根，实际中可以根据工况自由选择匹配，本发明对此不作限定。

为了对线缆单元106所包含的多根线缆106a的位置进行固定，芯管101和护管102之间可以夹设有固定层103，线缆单元106设置在固定层103中。

此外，为了防止井下液体可能对线缆106a造成的侵蚀，线缆106a外可以包覆有耐油绝缘层105。

并且，为了增大线缆单元106与固定层103的接触面积，线缆单元106连同将其包覆在其内的耐油绝缘层105沿轴向优选以螺缠绕的旋形式设置，从而避免线缆单元106所包含的多根线缆106a沿轴向从固定层103中的滑脱出来。

进一步地，非粘接型复合连续油管100还可以包括夹设在固定层103和护管102之间抗拉层104，抗拉层104可以由强韧度较大的柔弹性材料制成，诸如上述所列举的高分子复合材料即可以满足该要求。

需要进一步说明的是，抗拉层104和线缆单元106的上端均可以从芯管101和护管102的上端伸出。具体操作可以为，非粘接型复合连续油管100在与连接装置200连接前呈整体结构，通过相应地剥离操作例如刀切或者火烧，将抗拉层104和线缆106的上端剥离出来。

如图2和图3所示，用于非粘接型复合连续油管100的连接装置200可以包括内管201、套设在内管201外的外管202以及密封组件203，内管201能供芯管101套设，内管201靠近上端的外壁向外凸起形成有周向凸缘201a，周向凸缘201a中设置有多个第一穿孔201b，多个第一穿孔201b与多股线缆单元106相对应。

外管202的上端与周向凸缘201a限定出一敞开的环形凹槽204，当非粘接型复合连续油管100的芯管101套设在内管201外时，护管102压合在内管201和外管202之间，多股线缆单元106的上端延伸进入环形凹槽204中，多个第一穿孔201b中分别穿设有引接线缆205，多个引接线缆205的下端延伸进入环形凹槽204中并分别与多股线缆单元106电性连接。

引接线缆205的结构可参照上文对线缆单元106的描述，两者的结构可以相同，在此不作赘述。

线缆单元106与引接线缆205的连接方式如图1b所示，线缆单元106包含的多根线缆106a中的任意一根缠绕其余线缆106a和引接线缆205的下端，将其余线缆106a在绕线末端反扣压紧，最后在外表面绕上绝缘胶带。

或者，采用机械冷压接法，其原理是：使用冷拔的无缝铝(铜)套管和专用压接钳，利用压接钳的压力将套管压在线缆106a和引接线缆205上，使套管和线缆106a和引接线缆205之间产生应力，达到紧密结合，从而形成良好导电通路。

密封组件203的两端分别与周向凸缘201a和外管202靠近上端的侧壁相连接，从而环形凹槽204与密封组件203形成将多股线缆单元106的上端和多个引接线缆205的下端的接合点容置在其中的密封腔室206。

在本实施例中，内管201和外管202均由金属材料制成。尤其，制成外管202的金属材料具有较佳的塑性变形能力(例如可以为合金材料)，其能够在扣压机的作用下发生永久的塑性变形，从而在非粘接型复合连续油管100的芯管101套设在内管201外时，被扣压发生永久塑性变形的外管202可以压紧非粘接型复合连续油管100(具体为压紧非粘接型复合连续油管100的芯管101和护管102)，实现非粘接型复合连续油管100与本连接装置200的固定连接。

如图2和图3所示，为了进一步提高非粘接型复合连续油管100与本连接装置200的连接强度，内管201和外管202可以具有用于增大摩擦的结构设计。

具体的，可以为，内管201的外壁向外凸起形成有多个沿其轴向分布的第一台阶2013，第一台阶2013具有面向周向凸缘201a的第一挂接面2014。

护管102的内壁向内凸起形成有多个沿其轴向分布的第二台阶2023，第二台阶2023具有面向周向凸缘201a的第二挂接面2024。

第一台阶2013和第二台阶2023分别间隔设置，从而使内管201的外壁和外管202的内壁凹凸不平。由于芯管101和护管102均由柔弹性材料制成，其在外管202发生永久性塑性变形时，芯管101和护管102可以被挤压发生变形，从而分别紧密地贴合在内管201外壁和外壁内壁上。

籍由面对周向凸缘201a的第一挂接面2014和第二挂接面2024的挂接作用，可以极大地增加芯管101与内管201外壁、护管102与外管202内壁之间的摩擦力，从而使非粘接型复合连续油管100与本连接装置200沿轴向的连接强度得以进一步提高。

为了更进一步地提高非粘接型复合连续油管100与本连接装置200的连接强度，内管201外可以套设有固定环207，固定环207的内壁与内管201的外壁之间形成有间隙208。

当芯管101套设在内管201外时，抗拉层104的上端可以穿过间隙208并压合在护管102和外管202之间，多股线缆单元106穿过可以穿过间隙208进入密封腔室206中。

通过抗拉层104的拖拽作用，可以对非粘接型复合连续油管100施加向上的作用力，从而可以避免非粘接型复合连续油管100与本连接装置200发生连接断脱。

抗拉层104压合在固定环207和外管202之间的具体操作为，抗拉层104的上端穿过固定环207的内侧，随后向下翻折并绕过固定环207的外侧，进入固定环207和外管202之间，再对护管102施加扣压操作，护管102发生永久性塑性变形后，外管202随之发生径向收缩变形，从而抗拉层104被紧紧地压合在护管102和外管202之间。

内管201靠近上端的外壁向外凸起形成的周向凸缘201a一方面用于与外管202的上端限定出环形凹槽204，并且其中设置的密封前世206的第一穿孔201b用于供引接线缆205穿设。另一方面，周向凸缘201a还用于与连接头209的连接，以形成可用于实际工程的油管短节。

具体的，连接头209靠近下端的外壁可以向外延伸形成连接部209a，以此形成的连接部209a类似于法兰结构。

连接部209a与周向凸缘2011相连接具体方式可以为，连接部209a中沿周向均匀设置有多个通孔209b。结合参阅图2a所示，周向凸缘2011中设置有与多个通孔209b相对应地螺纹孔201c。

该多个螺纹孔201c与多个第一穿孔201b相错开而互不干涉，多个螺纹孔201c沿周向均匀排布，多个第一穿孔201b沿周向不均匀排布。

通孔209b中穿设紧固螺栓210，紧固螺栓210旋合在螺纹孔201c中，从而实现内管201与连接头209的连接。

如图3所示，进一步地，连接部209a上设置有第二穿孔209b，第二穿孔209b与第一穿孔201b相连通，引接线缆205插设在对应连通的第一穿孔201b和第二穿孔209b中，且引接线缆205的上端延伸至第二穿孔209b外，下端延伸进入密封腔室206中。

进一步地，第二穿孔209b中可以设置有将其密封的卡套211，卡套211呈具有中空通道的管状，其下端插设在第二穿孔209b并螺纹连接，引接线缆205固定穿设在卡套211中。

如图2和图2b所示，外管202的上端向内弯折形成弯折部202a，弯折部202a上沿周向沿有与多股线缆单元106相对应地凹口202b，凹口202b在非粘接型复合连续油管100的芯管101套设在内管201外时将线缆单元106压合在内管201的外壁上。

弯折部202a的中部开设有供芯管201穿过的开口，多个凹口202b在实施扣压作业前，与芯管201外壁形成能供线缆单元106穿过的孔，从而使得线缆单元106的上端能够进入环形凹槽204中。

完成上述操作后，对外管202实施扣压作业，此时弯折部202a连同外管202一起，被挤压变形，沿径向发生收缩，从而将线缆单元106紧紧地压合在内管201的外壁上。

如图3所示，密封组件203可以包括：胶筒203a，胶筒203a的上端顶固周向凸缘201a，下端套设在外管202外；套设在胶筒203a外的多个楔形瓦203b，多个楔形瓦203b能沿径向收缩；套设在多个楔形瓦203b外的紧固护罩203c，紧固护罩203c的下端套设在外管202外，上端与周向凸缘201a螺纹连接，从而紧固护罩203c能相对周向凸缘201a发生轴向移动。

如图5所示，楔形瓦203b大致可呈圆弧壳体状，对应地圆心角根据数量自由分配。实际中，楔形瓦203b的数量可以为3个，每个楔形瓦203b的圆心角为120度。

楔形瓦203b的内壁可以设置有多个沟槽203d，相邻两个沟槽203d之间为凸起203e。如此，楔形瓦203b内壁形成凹凸不平的表面，从而可以增大对胶筒201a的摩擦作用力，较佳地实现紧固作用。

多个楔形瓦203b预先包覆在胶筒203a外，其壁厚从下至上逐渐增大。紧固护罩203c呈圆筒状，其壁厚沿从上至下的方向逐渐增大。

紧固护罩203c靠近上端的内壁设置有内螺纹，相应地，周向凸缘201a外壁设置有外螺纹，从而紧固护罩203c能通过转动实现轴向移动。

当紧固护罩203c在周向凸缘201a上旋合向上移动时，紧固护罩203c不均匀的内壁可以逐渐对多个楔形瓦203b施加径向向内的预紧力，从而使得多个楔形瓦203b发生径向收缩，进而压缩胶筒203a。

结合图6a至图6f所示，介绍利用本发明实施例的连接装置200形成的油管短节的工作流程。

步骤1：

如图6a所示，从非粘接型复合连续油管100上剥出一定长度的线缆106a和抗拉层104，使得线缆106a和抗拉层104的上端伸出芯管101和护管102的上端。

步骤2：

如图6b所示，将固定环207套入线缆106a和抗拉层104，使固定环207的下环面紧贴护管102的上端面，然后将抗拉层104向外绕过固定环207，并反向拉伸、拉紧。

步骤3：

如图6c所示，将外管202套入到非粘接型复合连续油管100的护管102的上端一定位置后停止，穿过线缆106a和刚拉紧的抗拉层104。同时将线缆106a沿外管202上端弯折部202a上的凹口202b拉出，并保持线缆106a在凹口202b内。

外管202在套入过程中因抗拉层104外翻的缘故增加了非粘接型复合连续油管100上端的直径，从而有一定阻力。

步骤4：

如图6d所示，利用扣压机推入内管201，使线缆单元106的上端延伸进入环形凹槽204中。调整外管202的轴向位置，利用扣压机扣压外管202。

步骤5：

如图6e所示，安装连接头209，插入引接电缆205，在环形凹槽204中对引接电缆205的下端和线缆单元106的上端进行接线操作。给线缆单元106留有一定的拉伸余量后，利用卡套211将引接电缆205固定在连接头209上。

步骤6：

如图6f所示，将事先套在外管202的胶筒203a套入环形凹槽204，加持3块楔形瓦203b，拧上紧固护罩203c，压紧楔形瓦203b，实现密封。

至此，油管短节完成组装。

本发明实施例的连接装置200以及利用该连接装置200形成的油管短节，通过在内管201的上端设置轴向凸缘201a，从而套设在外管201外的外管202的上端与轴向凸缘201a限定出的环形凹槽204为敞开式的，如此，即便线缆单元106所包含的线缆106a的截面面积较大，也能较佳地实现线缆单元106与引接线缆205在开放的空间中进行连接操作。

且完成线缆单元106与引接线缆205的连接操作后，通过密封组件203密封环形凹槽204，即可实现对线缆单元106的上端和引接线缆205的下端的接合点的密封和保护。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从21到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。